基于MTPA的永磁同步电机滑模变结构直接转矩控制：快速响应与鲁棒性提升

内置式永磁同步电机是一种高效的电动机类型，其核心在于利用永磁体产生的磁场和交流电源之间的协调工作来实现高精度的控制。本文主要探讨了如何通过结合滑模变结构理论与最大转矩电流比(MTPA)策略来改进永磁同步电机的弱磁控制性能。 传统的永磁同步电机直接转矩控制(DTC)存在一些问题，比如磁链和转矩的脉动较大，特别是在低速运行时性能较差。为了克服这些挑战，作者提出了一种创新的方法，即运用滑模变结构理论，构建了转矩的组合滑模面和磁链的积分滑模面。这种方法能够提升变磁通控制下的转矩响应速度，同时改善稳态性能，显著减少磁链的脉动，从而提供更平滑的电机运行特性。 在离散域下，作者注意到高氏趋近律在实际应用中可能存在一些缺陷，如抖振问题。因此，他们设计了一种带有内负衰减控制的新型趋近律，旨在增强系统的鲁棒性，减少抖振现象，保证控制系统的稳定性和可靠性。 该研究的关键技术包括直接转矩控制、滑模变结构、MTPA策略以及特定的趋近律调整。通过对电机参数变化的鲁棒性测试，仿真结果证实了这种方法的有效性：它不仅提升了电机的动态响应速度，而且在恒转矩区和弱磁区表现出强大的适应性，即使面对电机参数的变化也能保持良好的控制效果。 这篇文章为永磁同步电机的弱磁控制提供了一个有效的解决方案，对于提升电机的性能、降低噪声和振动，以及优化电力驱动系统的整体效率具有重要意义。对于从事电机控制、电力电子或工业自动化领域的工程师来说，理解和应用这些控制策略和技术将有助于他们在实际项目中实现更高效、精确的电机管理。